核子密度仪的应用研究

    回填土质量检测主要是通过测试回填土密度、含水量,并与击实试验指标对比来实现。常规的方法有环刀法、灌砂法等,这些方法的特点是直接性测试手段,但检测周期长,费用高;核子密度仪测试为一种间接测试手段,它具有简单方便、经济快速等优点,能为现场检测人员及监理快速提供回填土质量的第一手资料,从而及时指导施工的进行。

    核子密度仪中的核放射源发射核子,通过被检测物体并与物体中的分子(原子)作用被探测器检测到,然后计算出试验结果,达到测试密度和含水量的目的。其中mc-3型便携式核子密度仪通过从两个安全密封的放射性源来操作:铯-137,一种г辐射源来进行密度测量;镅-241:铍,一种中子发射源来进行含水量测量。但由于表面粗糙度、测试深度及材料矿物成分的差异等因素的影响,其测试成果往往会产生一定的偏差,测得的含水量及密实度不能直接使用,需进行校正,但国内尚无配套的规范,为此在现场我们对核子密度仪的校正工作进行了一些研究探讨,得出了一些用于指导施工的结论。

    1　核子密度仪最佳测试深度的确定试验

    1·1　试验原理

    核子密度仪的测试深度与含水量成反比,即对不同的测试深度,核子仪测得的含水量将不同。所谓最佳测试深度,就是指在该测试深度上测得的含水量与实际含水量相等。

    1·2　试验方法

    在标准碾压试验段上(200米×50米,下同),用工程指定碾压设备碾压至经现场碾压试验确定的遍数,用核子密度仪在不同深度下测得含水量与在相同深度上实测的含水量进行比较,找出含水量相等时的深度。

    1·3　试验成果

    不同深度含水量测试成果见表1。

    1·4　回归分析

    通过襄樊电厂、黄石电厂、蒲蕲电厂等工程的实践,通过总结得出核子密度仪测试不同深度含水量与深度关系方程可假定为:

    当|R|越接近1时, h_p与的线性关系越强。本次实验结果通过回归计算得到方程如下:

    相关系数R为: R=0·95。因R=0·95,所以hp与存在线性关系。则根据实测用烘干法得到的土的平均含水量w,可得到核子密度仪最佳测试深度hp。需要指出的是:因现场试验段回填料为粗砾土,最优含水量在11~22之间,故公式(1)的适用范围为含水量为11~22,最佳适用含水量为13左右。

    2　密实度的校正

    2·1　试验原理

    在使用核子仪的过程中我们发现,使用核子仪测得的密实度与实际密实度有一个偏差,利用灌砂法通过对比找出核子密度仪的偏差,达到校正核子仪密实度的目的。